Tetrachlorek ksenonu
Tetrachlorek ksenonu (nazwa Stocka: chlorek ksenonu(IV)), XeCl
4 – nietrwały nieorganiczny związek chemiczny ksenonu na IV stopniu utlenienia z chlorem.
| |||||||||||||||
| |||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
XeCl4 | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
273,10 g/mol | ||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||
| |||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||
Obliczenia teoretyczne edytuj
W celu ustalenia, czy związek ten jest stabilny przeprowadzone zostały teoretyczne obliczenia termodynamiczne. Ciepło tworzenia z pierwiastków w reakcji Xe (g) + 2 Cl2 (g) → XeCl4 (g) oszacowano na 50,9–61,1 kcal/mol, a energię dysocjacji w reakcji ¼ XeCl4 (g) → ¼ Xe (g) + Cl na 13,3–15,8 kcal/mol. Oznaczało to, że tetrachlorek ksenonu może istnieć, jednak nie będzie związkiem stabilnym[1]. Obliczony potencjał jonizacji XeCl4 wynosi 11,5 eV[2]. Niska stabilność XeCl4 została później potwierdzona za pomocą symulacji wykorzystujących poszerzoną teorię perturbacyjną Rayleigh-Schroedingera I i II rzędu[3].
Próby syntezy edytuj
Próba jego otrzymania poprzez podmianę atomów fluoru atomami chloru w reakcji XeF4 z BCl3 zakończyła się niepowodzeniem[4] – pośród produktów zamiast XeCl4 wykryto Xe, Cl2 i BF3[5]. Niezwykle krótko żyjące cząsteczki związku udało się natomiast uzyskać za pomocą reakcji jądrowej. Powstawanie XeCl4 zaobserwowano bowiem podczas badania rozpadu β− anionu 129ICl4-[6]. Reakcję, która nastąpiła, można zapisać następująco:
- 129ICl4- → 129XeCl4 + e− + νe
Reakcja przeprowadzona została w temperaturze 4,2 K z wykorzystaniem K129ICl4·H2O, zawierającego izotop 129 jodu o okresie półtrwania 1,6×106 lat; powstający z niego 129Xe jest izotopem stabilnym. Efekt reakcji wykryto poprzez detekcję promieniowania gamma o energii 40 keV, które było wynikiem przejścia jądra atomu 129Xe z pierwszego stanu wzbudzonego do stanu podstawowego[7]. Na tej podstawie oszacowano minimalny czas, przez który cząsteczka XeCl4 zachowuje stabilność, na ∼10−9 s[6].
Właściwości edytuj
W trakcie badań 129XeCl4 metodą spektroskopii Mössbauera zmierzono, że średni okres trwania atomu 129Xe w stanie wzbudzonym wynosi 1,46×10−9 s. Udało się również ustalić, że na każdym z atomów chloru w cząsteczce tetrachlorku ksenonu istnieje cząstkowy ładunek −0,5 e[8].
Potencjalne zastosowanie edytuj
Istnieje możliwość zastosowania XeCl4 do naprawy masek fotolitograficznych. W procesie tym nadmiarowa warstwa chromu osadzona na powierzchni kwarcu jest usuwana za pomocą skoncentrowanej wiązki jonów, które powstają w wyniku oddziaływania wiązki elektronów z tak dobranym gazem, aby efektywnie trawić chrom, ale jednocześnie w możliwie małym stopniu naruszać powierzchnię kwarcu. Obliczenia wskazują, że XeCl4 ma odpowiednie właściwości do tego celu[9].
Zobacz też edytuj
Uwagi edytuj
Przypisy edytuj
- ↑ James H. Waters, Harry B. Gray. „Journal of the American Chemical Society”. 85 (6), s. 825–826, 1963. DOI: 10.1021/ja00889a045.
- ↑ Charles E. Melton, Hubert W. Joy. Calculated Ionization Potential of Chloro- and Fluoromethanes, Tetrafluoromethane (CF4), Xenon Tetrafluoride (XeF4), and Xenon Tetrachloride (XeCl4). „The Journal of Chemical Physics”. 42 (8), s. 2982, 1965. DOI: 10.1063/1.1703282.
- ↑ E. Lombardi, L. Pirola, G. Tarantini, L. Jansen i inni. Validity of the three-center, four-electron model for stability of rare gas halides on the basis of exchange perturbation theory. „International Journal of Quantum Chemistry”. 8 (3), s. 335–345, 1974. DOI: 10.1002/qua.560080303.
- ↑ N. Bartlett. The chemistry of the noble gases. „Endeavour”. 23 (88), s. 3–7, 1964. ISSN 0160-9327.
- ↑ Haner, Jamie, Schrobilgen, Gary J. The Chemistry of Xenon(IV). „Chemical Reviews”. 115 (2), s. 1255–1295, 2015. DOI: 10.1021/cr500427p.
- ↑ a b G.J. Perlow, M.R. Perlow. Mössbauer Effect Evidence for the Existence and Structure of XeCl4. „The Journal of Chemical Physics”. 41 (4), s. 1157, 1964. DOI: 10.1063/1.1726022.
- ↑ G. J. Perlow, M. R. Perlow: Production of xenon compounds by the β-decay of iodine in iodine compounds. W: Chem. Effects Nucl. Transformations, Proc. Symp., Vienna 7-11 December 1964. T. 2. Wiedeń: International Atomic Energy Aagency, 1965, s. 443–458. [dostęp 2015-08-28].
- ↑ G.J. Perlow, M.R. Perlow. Studies of Xenon Chlorides and Other Xenon Compounds by the Mössbauer Effect in 129Xe*. „The Journal of Chemical Physics”. 48 (3), s. 955, 1968. DOI: 10.1063/1.1668848.
- ↑ Bret T., Hoffmann P., Rossi C., Multone X.; FEI Company: Method of selective etching by using a focused ion beam, an electron beam or a laser beam; patent US7670956. 2010. [dostęp 2015-08-28].